Forscher schaffen kleine Kunstwerke aus Glas mit 3D-Druck

Mit einem 3D-Druck-Verfahren haben ETH-Forschende filigrane Glasobjekte hergestellt, die sich auch am Weihnachtsbaum nicht schlecht machen würden. Als Basis verwendeten sie ein spezielles Harz, das unter UV-Licht hart wird.

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Mit Spezialharz und UV-Licht entstehen im 3D-Druckverfahren Glas-Objekte, die auch ihren Platz am Weihnachtsbaum finden könnten. (Bild: Gruppe für Komplexe Materialien / ETH Zürich)
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Die Objekte sind bislang nicht grösser als ein Spielwürfel. Grössere Objekte wie ganze Flaschen sind mit dem Verfahren bisher nicht möglich. (Bild: Gruppe für Komplexe Materialien / ETH Zürich)
Dem Formenreichtum der 3D-gedruckten Glasobjekte sind fast keine Grenzen gesetzt. (Bild: Gruppe für Komplexe Materialien / ETH Zürich)
Durch Beimischen zusätzlicher Substanzen zum Spezialharz lassen sich unterschiedliche Eigenschaften erzeugen. Die Blattadern bestehen aus einem anderen Glastyp als der Rest des Blatts. (Bild: Gruppe für Komplexe Materialien / ETH Zürich)
Selbst Glasbläser bräuchten für derlei Objekte wohl viel Fingerspitzengefühl. (Bild: Gruppe für Komplexe Materialien / ETH Zürich)

Mit Spezialharz und UV-Licht entstehen im 3D-Druckverfahren Glas-Objekte, die auch ihren Platz am Weihnachtsbaum finden könnten. (Bild: Gruppe für Komplexe Materialien / ETH Zürich)

(sda)

Ein Forschungsteam der ETH Zürich um André Studart hat ein spezielles Harz entwickelt, mit dem sich komplexe Glasgebilde bei Raumtemperatur 3D drucken lassen. Am 3D-Druck von Glas versuchen sich zwar einige Forschungsgruppen weltweit, allerdings liefen die bisherigen Methoden entweder bei sehr hohen Temperaturen mit flüssigem Glas ab oder ermöglichten nur den Druck einfacher Objekte.

Das neue Verfahren beruht dabei eigentlich von einer der ersten 3D-Drucktechniken, der Stereolithografie, wie die ETH Zürich am Dienstag in einer Mitteilung festhielt. Mithilfe eines handelsüblichen Stereolithografiegeräts, das UV-Muster auf das speziell entwickelte Harz strahlt, lässt sich letzteres punktgenau aushärten. Denn unter UV-Licht wird das aus flüssigem Kunststoff und einem Siloxan bestehende Harz hart. Der Kunststoff bildet ein Polymergerüst, das Siloxan (eine siliciumhaltige Verbindung) füllt die Zwischenräume.

Die Forscher David Moore, Lorenzo Barbera und Kunal Masania konnten so Schicht um Schicht komplexe Objekte aufbauen, wie sie im Fachblatt «Nature Materials» berichten. Über die Intensität des Lichts und zusätzliche «Zutaten» im Harz lassen sich zudem die Eigenschaften der fertigen Struktur steuern.

Abschliessend müssen die Forscher das Objekt zunächst bei 600, dann bei 1000 Grad Celsius brennen, um zuerst das Polymergerüst zu verbrennen und anschliessend das Siloxan zu Glas zu verdichten. Dabei schrumpfen die Objekte erheblich, werden aber transparent und hart wie Fensterglas, schrieb die ETH.

Bisher sind die 3D-gedruckten Glasobjekte nicht grösser als ein Spielwürfel, grössere Objekte wie Flaschen und Fensterscheiben sind nicht möglich. Darauf hatten es die Forscher aber auch nicht abgesehen. Interessenten an der Technik gebe es bereits, hiess es weiter: Womöglich liefert künftig ein Walliser Flaschenlieferanten Glaswaren mit 3D-gedruckten Verzierungen.